RU2690569C2 - Способ изготовления микросфер из перлитового песка - Google Patents
Способ изготовления микросфер из перлитового песка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2690569C2 RU2690569C2 RU2017141053A RU2017141053A RU2690569C2 RU 2690569 C2 RU2690569 C2 RU 2690569C2 RU 2017141053 A RU2017141053 A RU 2017141053A RU 2017141053 A RU2017141053 A RU 2017141053A RU 2690569 C2 RU2690569 C2 RU 2690569C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- granules
- perlite
- microspheres
- less
- mcm
- Prior art date
Links
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 239000004576 sand Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 13
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 title abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000010451 perlite Substances 0.000 claims abstract description 21
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 claims abstract description 21
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 12
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 9
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N hydroxyformaldehyde Chemical compound O[14CH]=O BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910000018 strontium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical group O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 4
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 abstract description 4
- 239000012190 activator Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 abstract description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 abstract description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 abstract 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- MOWNZPNSYMGTMD-UHFFFAOYSA-N oxidoboron Chemical class O=[B] MOWNZPNSYMGTMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 abstract 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 5
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 4
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 3
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 2
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 2
- QXJJQWWVWRCVQT-UHFFFAOYSA-K calcium;sodium;phosphate Chemical compound [Na+].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O QXJJQWWVWRCVQT-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000006063 cullet Substances 0.000 description 2
- 239000011494 foam glass Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N [O].[Si] Chemical group [O].[Si] OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001464 adherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 drying Substances 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 1
- 239000003562 lightweight material Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000004531 microgranule Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 229920001843 polymethylhydrosiloxane Polymers 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000010458 rotten stone Substances 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 239000005335 volcanic glass Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/14—Minerals of vulcanic origin
- C04B14/18—Perlite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
- B01J20/16—Alumino-silicates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/02—Treatment
- C04B20/04—Heat treatment
- C04B20/06—Expanding clay, perlite, vermiculite or like granular materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к получению нанодисперсных микросфер, применяемых в качестве сорбентов для извлечения нефтепродуктов из водных сред, а также в качестве теплоизоляционных наполнителей при изготовлении различных строительных материалов. Способ получения микросфер из перлитового песка включает высушивание перлитового песка до влажности 9%, измельчение перлита в дезинтеграторе проходного типа до фракции 5-20 мкм, совместный домол измельченного перлита в 2-3%-ном растворе NaOH в смеси с углекислым литием, углекислым стронцием, соединениями, содержащими оксиды магния и бора с добавлением алюмосиликата бентонитовой группы в количестве до 2 мас.% в активаторе гидрокавитационного типа в течение 15-40 мин, предпочтительно 30 мин, с получением шликера, формование и сушку гранул путем подачи шликера через форсунки с калиброванными отверстиями в башенное распылительное сушило с получением гранул с влажностью менее 0,9-10 мас.% и размером менее 250 мкм, термическую обработку в печи «кипящего» слоя при температуре вспучивания гранул в пределах 850-1050°С. Технический результат – получение упрочненных и гидрофобизированных микросфер с насыпной плотностью не более 125 кг/ми размером частиц менее 250 мкм.
Description
Изобретение может быть использовано для получения нанодисперсных микросфер, применяющихся в качестве сорбентов для извлечения нефтепродуктов из водных сред, строительной отрасли (сухие строительные смеси, композитные теплоизоляционные материалы, краски и шпатлевки, а также в качестве теплоизоляционных наполнителей при изготовлении разных строительных материалов), нефтяной, химической, судостроительной, а также в нефтегазодобывающей сфере для сохранения коллекторских свойств продуктивных пластов скважин.
Данная технология получения нанодисперсных гранул сферической формы, обладающих гармонизированной поверхностью, упрочненных гидрофобных микросфер с размером до 250 мкм и насыпной плотностью до 125 кг/м3 узко фракционированного состава, позволит расширить границы применения данного продукта, создать перспективное исследование и направление для новых материалов на их основе. В этой связи получение гранулированных материалов с модифицированной поверхностью из природного вулканического стекла (перлита) очень актуально.
Известен способ изготовления пористого заполнителя, включающей использование высоко кремнеземистого сырья - диатомита опоки трепела (Патент РФ RU 2326841, МПК С0311/00, опубл. 20.06.2008 года), включающей подготовку гранулята на основе смеси компонентов, содержащих SiO2 - 60 масс. % и технологических добавок, обеспечивающих процессы силикатообразования без осуществления варки стекла. Кремнистую породу дробят, измельчают, просеивают и активируют путем прогрева при температуре 200-400 С° для удаления молекулярной воды. В порошок добавляют кальцинированную соду 12-16 масс. %, уплотняют в форме и подвергают термической обработке в печах непрерывного действия при температуре 800 С° и выдержкой 10-20 мин. Полученный спек, измельчают с газообразователем и гранулируют на тарельчатом грануляторе, затем вспенивают.
Недостатком данного способа является сложность технологического процесса, наличием большого количества высокотемпературных технологических операций и практически невозможность его осуществления в промышленных масштабах.
Известен способ получения пористого наполнителя калиброванного микрогранулированного пеностекла (Патент РФ RU 2278846, МПК С04В 38/08, С0311/00, опубл. 27.06.2006) из кремнесодержащего сырья, включающей измельчение стеклобоя и газообразователя. При приготовлении исходной смеси, компоненты используют в следующем соотношении масс. %: водный раствор силиката натрия 30-70; стеклобой 25-65; углеродосодержащий газообразователь 4-9. Изготовленное данным способом калиброванное микрогранулированное пеностекло, может быть использовано в качестве теплоизоляционного материала, характеризующихся низкой теплопроводностью 0,05-0,12 Вт/м. К и низким значением насыпной плотности.
Недостатком указанного технологического решения помимо сложной многоступенчатой технологии, является невозможность получения микросфер с насыпной плотностью до 125 кг/м3, что обусловлено составом исходной шихты и недостаточной степенью ее измельчения.
Известен способ пористого заполнителя (патент РФ RU 2449961 МПК С04В 20/10, С04В 20/06, С04В 14/12, опубл. 10.05.2012), который включает приготовление керамической массы, формирование гранул, сушку, нанесение на поверхность гранул слоя керамического шликера, обжиг. Используют керамический шликер, включающий легкоплавкие глины, молотое листовое стекло, керамическую массу, древесные опилки и формируют гранулы на дырчатых вальцах.
Недостатком известного технического решения, является невозможность получения микросферического продукта с размером гранул 250 мкм и менее, а также повышенное водопоглощение материала.
Известен способ получения перлитового заполнителя (А.с СССР SU 1530600, МПК С04В 14/14, опубл. 23.12.1989), в котором для повышения прочности и улучшения теплозащитных свойств материала на основе заполнителя, термическую обработку зерен перлита, проводят по режиму, определяемому по формуле Т=586-35, 7Т, где Т - температура термоподготовки, затем проводят обработку зерен перлита раствором жидкого стекла, в дальнейшем сушат и обжигают.
Недостатком известного способа является крупнозернистый фракционный состав и повышенная насыпная плотность материала.
Известен также патент РФ RU 2055637, МПК B01J 20/16, C02F 1/28, опубл. 03.10.1996, в котором способ получения гидрофобного адсорбента для извлечения нефтепродуктов из водных сред, включает модифицирование вспученного перлита полиметилгидросилоксаном с последующей термообработкой.
Недостатком известного технического решения, является низкая прочность материала, поскольку нанесенный гидрофобизатор не увеличивает прочность гранул.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному решению является способ получения дисперсного продукта, состоящего в основном из агломерированных мелких фракций перлита (патент США US 4175158, МПК B01J 20/10, С04В 18/02, опубл. 20.11.1979), в котором перлит измельчают до фракции 30 мкм, смешивают с 1-10% борной кислотой, измельченной до фракции менее 44 мкм, формируя, таким образом, агрегаты частиц перлита, который подвергают термообработке при температуре 185-315°С и вспучиванию при 760-980°С. Борная кислота в данном случае выступает в качестве спекающей добавки для формирования микросферического продукта на основе перлита.
Недостатком известного технического решения является пониженная прочность материала и его повышенное водопоглощение, в связи с этим продукт может применяться как сорбент.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является получение микросферического материала с насыпной плотностью не более 125 кг/м3 и размером частиц менее 250 мкм, упрочненного и гидрофобизированного, путем термохимического ликвационного модифицирования поверхности гранул по технологии «золь-гель».
Указанная задача решается тем, что в способе изготовления гидрофобной легковесной микросферы их перлитового песка, включающем подготовку исходной шихты, ее помол, приготовления шликера по технологии «золь-гель», ее активации гидрокавитационным способом, одновременное формирование и сушку гранул с их последующим вспучиванием.
Новизной предлагаемого способа - является применения «золь-гель» процесса в технологии производства нанодисперсных материалов.
С точки зрения применения из всех возможных технологий, предпочтительными оказываются химические процессы типа «золь-гель» и технологии, использующие механические принципы и методы микровзрыва (гидрокавитация), в то время как вакуумные, лазерные, криогенные, несмотря на всю их перспективность, являются более дорого стоящими.
«Золь-гель» технология - технология получения материалов с определенными химическими и физико-механическими свойствами, включающая получение «золя » и перевод его в «гель». Они используются при производстве неорганических сорбентов, катализаторов, вяжущих неорганических веществ, керамики и стекол со специальными теплофизическими, оптическими, магнитными и электрическими свойствами. Применение «золь-гель» технологии делает возможным:
- снизить температуры обработки за счет повышенной химической активности шихты;
- обеспечить высокую химическую однородность многокомпонентных систем на молекулярном уровне;
- уменьшить энергопотребление.
Преимущество раскрываемого изобретения в том, что в виде стеклообразующих компонентов используются недорогие алкоксиды металлов, аморфный кремнезем опал - кристоболитовой породы
(бентонит), а в виде модифицирующих компонентов - оксиды лития, стронция, магния и бора в небольшом массовом содержании.
Способ получения микросфер из перлитового песка, раскрываемый в изобретении, состоит из следующих основных стадий:
1. Измельчение перлитового песка, (осуществляют на дезинтеграторе по сухому способу до фракции 5-20 мкм);
2. На лопастном активаторе гидрокавитационным способом производят домол и активацию в 2-3% растворе гидроксида щелочного металла шликера с добавлением углекислого лития, стронция с небольшим количеством магния (MgO), бора (B2O3), а также 2% алюмосиликата бентонитовой группы;
3. Формирование микрогранулы осуществляется, путем подачи активированного шликера через форсунки в башенное распылительное сушило (БРС), с получением сырцовой микрогранулы (до 200 мкм), с влажностью не менее 0,9-10%.
Приготовление шликера осуществляется путем измельчения на дезинтеграторе проходного типа, предварительно высушенного перлитового песка до фракции 5-20 мкм.
Затем на активаторе гидрокавитационного типа, по технологии « золь-гель», осуществляют совместный домол и активацию перлитового молотого песка с углекислым литием и стронцием с небольшой добавкой окиси магния и бора в 3% растворе NaOH с добавлением 2 масс. % бентонитового порошка, обрабатывая получаемый шликер в течение 30 минут.
Формирование и сушку гранул осуществляют путем подачи полученного шликера через форсунки с калиброванными отверстиями в башенное распылительное сушило (БРС), с получением на выходе гранул с влажностью менее 0,9-10% масс, и размером менее 250 мкм.
Поскольку природный перлит содержит в своем составе более 75% SiO2+Al2O3, при вспучивании на поверхности гранул образуется очень вязкий расплав. Для снижения температуры расплава и его вязкости в состав шликера в заявленных количествах вводится оксид бора (В2О3) и магния (MgO), которые уплотняют стеклофазу и уменьшают поверхностное натяжение стекла.
Вследствие того, что вспучивание перлита производится в течение достаточно короткого промежутка времени, в шликер дополнительно вводится углекислый литий (Li2CO3), являющейся хорошим плавнем, обладающем хорошим силовым полем, способствующим формированию более плотной упаковки кремнекислородного каркаса в стеклянной оболочке, что хорошо сказывается на прочностных характеристиках и химической стойкости стеклосфер. Присутствие в стекле SiO2 и Li2O, активирует процесс кристаллообразования при высокоскоростных режимах вспучивания.
Для снижения спекаемости стеклофазы и ее кристаллизации в материал вводят углекислый стронций SrCO3 и бентонитовую глину, являющиеся источником K2O, Na2O, P2O5, CaO - понижающие коэффициент термического и линейного расширения (КТЛР) стеклофазы.
Активация исходного сырья в гидрокавитационной камере в 2-3% растворе NaOH, производится с целью увеличения размолоспособности материала, образование шликера «золь-гель», что позволяет после гранулирования и сушки получить прочный сырцовый гранулят.
Формирование сырцовых гранул осуществляется посредством использования форсунок с калиброванными отверстиями башенного распылительного сушила (БРС), которое является наиболее подходящим аппаратом для формирования и сушки гранул по заявленному способу, так как, минимизируется количество слипшихся частиц и высокопродуктивный процесс сушки носит равномерный характер, а возможность быстрой замены форсунок, позволяет управлять гранулометрическим составом материала без остановки процесса производства.
Вспучивание легковесного материала может производиться в любых тепловых агрегатах, но лучше в печи «кипящего» слоя. Температура вспучивания определяется химическим составом исходного шликера и находится в пределах, 850-1050°С.
Выделение товарной фракции - гидрофобных (плавающих) микросфер производится традиционным флотационным способом.
Таким образом, отличительной особенностью заявленного технического решения, является то, что процессы вспучивания микросфер и модифицирования их поверхности совмещены. Это позволяет сократить технологическую цепочку переработки перлитового песка, а получаемый при этом продукт имеет достаточно узкий фракционный состав 50-250 мкм, гидрофобен, прочен и имеет химически стойкие стеклосферы.
Новизной данного изобретения является применение «золь-гель» процесса в технологии производства микросфер. Метод основан на технологии получения нанодисперсного кремнезема. Используемые принципы активации материала в гидрокавитационных потоках (метод микровзрыва) более перспективен, чем вакуумные, лазерные, криогенные - менее дорогостоящий.
Claims (1)
- Способ получения микросфер из перлитового песка, включающий измельчение перлита, совместный домол измельченного перлита в 2-3%-ном растворе NaOH в смеси с углекислым литием, углекислым стронцием, соединениями, содержащими оксиды магния и бора с получением шликера, формование и сушку гранул осуществляют путем подачи шликера через форсунки с калиброванными отверстиями в башенное распылительное сушило с получением гранул, проведение последующей термической обработки в печи «кипящего» слоя при температуре вспучивания гранул в пределах 850-1050°С, отличающийся тем, что для измельчения перлита проводится высушивание перлитового песка до влажности 9%, измельчение осуществляют в дезинтеграторе проходного типа до фракции 5-20 мкм, совместный домол осуществляют в активаторе гидрокавитационного типа с добавлением алюмосиликата бентонитовой группы в количестве до 2 мас.% в течение 15-40 мин, предпочтительно 30 мин, а при гранулировании через форсунки с калиброванными отверстиями получают гранулы с влажностью менее 0,9-10 мас.% и размером менее 250 мкм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017141053A RU2690569C2 (ru) | 2017-11-25 | 2017-11-25 | Способ изготовления микросфер из перлитового песка |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017141053A RU2690569C2 (ru) | 2017-11-25 | 2017-11-25 | Способ изготовления микросфер из перлитового песка |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017141053A3 RU2017141053A3 (ru) | 2019-05-27 |
| RU2017141053A RU2017141053A (ru) | 2019-05-27 |
| RU2690569C2 true RU2690569C2 (ru) | 2019-06-04 |
Family
ID=66636002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017141053A RU2690569C2 (ru) | 2017-11-25 | 2017-11-25 | Способ изготовления микросфер из перлитового песка |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2690569C2 (ru) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU549444A1 (ru) * | 1975-10-09 | 1977-03-05 | Ташкентский Политехнический Институт Имени А.Р.Беруни | Сырьева смесь дл изготовлени легкого заполнител |
| US4175158A (en) * | 1977-10-17 | 1979-11-20 | Elerington Saunders | Agglomerating particulate perlite |
| SU1530600A1 (ru) * | 1987-04-20 | 1989-12-23 | Государственный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Строительных Материалов И Изделий | Способ получени вспученного перлитового заполнител |
| RU2166987C1 (ru) * | 2000-01-10 | 2001-05-20 | ООО "Альфа-Компани" | Кавитационный аппарат |
| RU2531966C1 (ru) * | 2013-05-30 | 2014-10-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Способ комплексной переработки перлита |
| RU2531970C1 (ru) * | 2013-05-21 | 2014-10-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Способ изготовления гидрофобной легковесной микросферы на основе перлита |
| RU2534553C1 (ru) * | 2013-06-13 | 2014-11-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Способ изготовления микросферического наполнителя на основе вспученного перлита |
-
2017
- 2017-11-25 RU RU2017141053A patent/RU2690569C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU549444A1 (ru) * | 1975-10-09 | 1977-03-05 | Ташкентский Политехнический Институт Имени А.Р.Беруни | Сырьева смесь дл изготовлени легкого заполнител |
| US4175158A (en) * | 1977-10-17 | 1979-11-20 | Elerington Saunders | Agglomerating particulate perlite |
| SU1530600A1 (ru) * | 1987-04-20 | 1989-12-23 | Государственный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Строительных Материалов И Изделий | Способ получени вспученного перлитового заполнител |
| RU2166987C1 (ru) * | 2000-01-10 | 2001-05-20 | ООО "Альфа-Компани" | Кавитационный аппарат |
| RU2531970C1 (ru) * | 2013-05-21 | 2014-10-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Способ изготовления гидрофобной легковесной микросферы на основе перлита |
| RU2531966C1 (ru) * | 2013-05-30 | 2014-10-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Способ комплексной переработки перлита |
| RU2534553C1 (ru) * | 2013-06-13 | 2014-11-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Форэс" | Способ изготовления микросферического наполнителя на основе вспученного перлита |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017141053A3 (ru) | 2019-05-27 |
| RU2017141053A (ru) | 2019-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7651563B2 (en) | Synthetic microspheres and methods of making same | |
| AU2006321786B2 (en) | Engineered low-density heterogeneous microparticles and methods and formulations for producing the microparticles | |
| US8574358B2 (en) | Geopolymeric particles, fibers, shaped articles and methods of manufacture | |
| CA3113701A1 (en) | Sintered geopolymer compositions and articles | |
| KR20060024378A (ko) | 저밀도 생성물의 제조방법 | |
| US20100192808A1 (en) | Synthetic Microspheres and Methods of Making Same | |
| CN102731041A (zh) | 玻化微珠保温骨料表面改性剂及改性玻化微珠保温骨料 | |
| AU2006342007B2 (en) | Geopolymeric particles, fibers, shaped articles and methods of manufacture | |
| KR100306866B1 (ko) | 단열건축재료 | |
| RU2397967C1 (ru) | Способ получения полуфабриката для изготовления строительных материалов | |
| RU2403230C1 (ru) | Способ получения гранулированного теплоизоляционного материала | |
| RU2563866C1 (ru) | Способ получения мелкогранулированной пеностеклокерамики | |
| US9567260B2 (en) | Synthetic microparticles | |
| RU2690569C2 (ru) | Способ изготовления микросфер из перлитового песка | |
| KR100580230B1 (ko) | 2중 발포 셀을 갖는 초경량골재 | |
| RU2563861C1 (ru) | Способ получения мелкогранулированного пеностеклокерамического материала | |
| RU2531970C1 (ru) | Способ изготовления гидрофобной легковесной микросферы на основе перлита | |
| RU2452704C2 (ru) | Способ получения полуфабриката для изготовления строительного материала | |
| RU2723886C1 (ru) | Способ изготовления гранулированного пеностеклокерамического заполнителя | |
| RU2605982C2 (ru) | Способ получения гранулированного строительного материала | |
| KR800001055B1 (ko) | 규조토를 이용한 인조경량 골재의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201126 |